FACULTAD DE INGENIERÍA

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

“Eficacia de la bioadsorción mediante la mezcla de la cáscara de Lima y Naranja a diferentes concentraciónes de las aguas del río Rímac – Lima 2018”

TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTAL

AUTORA:

LUISANA SOFIA PARRAGA OSPINA

ASESOR:

Dr. JUAN JULIO ORDOÑEZ GÁLVEZ

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:

GESTIÓN Y CALIDAD DE RECURSOS NATURALES

LIMA – PERÚ 2018-I

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JURADO

………

Dr. Chavez Leandro Abner (PRESIDENTE)

...….…….…..………. .………

Dr. Juan Julio Ordoñez Gálvez Dr.Alcantara Bosa Alejandro (VOCAL) (SECRETARIO)

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DEDICATORIA

Dedico el desarrollo de mi investigación a mis padres por su apoyo incondicional y a mis abuelitos que siempre guían mi camino.

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a todos los involucrados a conseguir y cumplir mi meta, a Dios por darme fuerza necesaria para cumplir mis objetivos, así mismo a la Universidad César Vallejo por la contribución académica brindada.

También a mis asesores por brindarme sus consejos y críticas para este trabajo.

A los mencionados, muchas gracias.

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DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD

Yo, LUISANA SOFIA PARRAGA OSPINA, identificado con DNI N°73480025, cumpliendo la normativa actual del Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Ambiental, manifiesto bajo juramento que toda la documentación que acompaño es verdadero y legítimo.

Así mismo, declaro también bajo juramento que todos los datos e información que se presenta en la presente tesis son auténticos y veraces.

Por lo tanto, asumo la responsabilidad que corresponda ante cualquier falsedad, ocultamiento u omisión tanto de los documentos como de información aportada por lo cual me someto a lo dispuesto en las normas académicas de la Universidad César Vallejo.

……….

Luisana Sofia Parraga Ospina (DNI: 73480025)

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PRESENTACIÓN

Señores miembros de jurado:

Con el respeto al Reglamento de Grados y Títulos de la Universidad César Vallejo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Ambiental, presento ante ustedes la Tesis titulada ““Eficacia de la bioadsorción mediante la mezcla de la cáscara de Lima y Naranja a diferentes concentraciónes de las aguas del río Rímac – Lima 2018”, la misma que planteo a vuestra consideración y espero que cumpla con los requisitos de aprobación para obtener el título Profesional de Ingeniera Ambiental.

Luisana Sofía Parraga Ospina DNI: 73480025

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ÍNDICE

CARÁTULA………..i

PÁGINA DE JURADO……….………...ii

DEDICATORIA………..…..……..iii

DECLARATORIA DE AUTENTICIDAD……….iv

AGRADECIMIENTO………...v

PRESENTACIÓN………...………vi

ÍNDICE……….vi

RESUMEN……….vii

ABSTRACT……….………..vii

INTRODUCCIÓN ... 1

1.1 Realidad problemática ... 2

1.2 Trabajos previos ... 3

1.3 Teorías relacionadas al tema ... 7

1.4 Formulación del problema ...13

1.5 Justificación del estudio ...13

1.6 Hipótesis ...15

1.7 Objetivos ...16

MÉTODO ...17

2.1 Diseño de Investigación ...17

2.2 Variable Operacional ...18

2.3 Población y muestra ...19

2.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad ...20

2.5 Pruebas realizadas en el laboratorio ...22

2.6 Acondicionamiento de la de la cáscara de lima y naranja ...27

2.7 Distribución granulométrica de la cáscara de lima y naranja ...27

2.8 Proceso por bioadsorción ...28

2.9 Filtracción ...30

2.10 Toma de parámetros fisicoquímicos por cada tratamiento ...30

2.11 Digestión de la muestra ...31

RESULTADOS ...32

DISCUSIÓN ...49

CONCLUSIONES ...50

RECOMENDACIONES ...51

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA ...52

ANEXOS ...56

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ANEXO 1. Ficha de campo ...56

ANEXO 2. Ficha de parámetros fisicoquímicos final ...57

ANEXO 3. Ficha de parámetros fisicoquímicos ...57

ANEXO 4: Ficha de validación de instrumento 1 ...58

ANEXO. 7 Análisis del agua inicial (plomo) ...61

ANEXO. 8 Resultado final del primer tratamiento ...62

ANEXO. 9 Resultado final del segundo tratamiento ...63

ANEXO. 10 Resultado final del tercer tratamiento ...64

ANEXO. 11 Acta de originalidad...65

INDICE DE FIGURAS Fígura 1. Partes de la naranja ...10

Fígura 2. Porción de mólecula de pectina ...11

Fígura 3 Puente Surco - PS-R ...19

Fígura 4. Río Rímac...19

Fígura 5.Toma de muestra en rio Rímac...20

Fígura 6. Toma de muestra en río Rímac ...21

Fígura 7.Reconocimineto del entorno en rio Rímac ...21

Fígura 8. Reactivos ...22

Fígura 9.Preparación de O.D. ...23

Fígura 10.Preparación de DQO ...24

Fígura 11.Preparación del DBO ...25

Fígura 12.Determinación de los SST ...26

Fígura 13.Acondicionamiento de la cáscara ...27

Fígura 14.Granulometría de la cáscara de lima y naranja ...27

Fígura 15.Peso de las muestras ...28

Fígura 16.Método estacionario ...28

Fígura 17. Método estacionario para el primer tratamiento ...29

Fígura 18.Método estacionario para el segundo tratamiento...29

Fígura 19.Método estacionario para el tercer tratamiento ...29

Fígura 20.Filtracción de la muestra ...30

Fígura 21.Toma de parámetros fisicoquímicos ...30

Fígura 22.Digestión de las muestras ...31

Fígura 23.Muestras enrazadas en las fiolas ...31

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Fígura 24. Concentración final del 1er tratamiento (malla +0.425) ...39

Fígura 25.Concentración final del 1er tratamiento (malla +1) ...40

Fígura 27.Concentración final del 2do tratamiento (malla +0.425) ...41

Fígura 28.Concentración final del 2do tratamiento (malla +1) ...42

Fígura 29.Concentración final del 2do tratamiento (malla +2) ...42

Fígura 30.Concentración final del 3er tratamiento (malla +0.425) ...43

INDICE DE TABLAS Tabla 1.Coordenadas de ubicación ...19

Tabla 2.Codificación de muestra ...20

Tabla 3.Resultado fisicoquímico In situ ...32

Tabla 4.Resultado fisicoquímico en laboratorio ...32

Tabla 5.Resultado O.D ...33

Tabla 6.Resultado DQO ...33

Tabla 7.Resultado OD inicial ...34

Tabla 8.Resultado OD final ...34

Tabla 9.Resultado DBO5 ...35

Tabla 10.Resultado de los solidos totales (ST) ...35

Tabla 11.Resultado de los solidos disueltos (SDT) ...36

Tabla 12.Resultado de los solidos suspendidos totales (SST) ...36

Tabla 13. P.Fisicoquímicos primer tratamiento ...37

Tabla 14.P.Fisicoquímicos Segundo tratamiento ...37

Tabla 15.P.Fisicoquímicos Tercer tratamiento ...38

Tabla 16.Concentración final del primer tratamiento ...39

Tabla 17.Concentración final del segundo tratamiento ...41

Tabla 18.Concentración final del tercer tratamiento ...43

Tabla 19. Porcentaje de reducción del Pb ...45

Tabla 20.ANOVA - spss ...46

Tabla 21. Duncan- SPSS ...47

Tabla 22. Descriptiva – SPSS ...48

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ÍNDICE DE FORMULAS

Fórmula 1. Oxígeno disuelto ... 23

Fórmula 2.Demanda química de Oxígeno ... 24

Fórmula 3. Demanda bioquímica de Oxígeno ... 25

Fórmula 4. Sólidos disueltos ... 26

Fórmula 5. Sólidos Totales ... 26

Fórmula 6.Sólidos suspendidos totales ... 26

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RESUMEN

Las aguas del río Rímac presentan elevadas concentraciones de metales pesados, por lo cual se buscó implementar un nuevo proceso que forma parte del tratamiento de las aguas superficiales, debido a que, la contaminación del agua por metales pesados es cada ves más evidente a causa de las actividades mineras que se encuentran cerca a los ríos. Por lo tanto esta investigación busca poder reducir la concentración del metal (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del Poblado San Jerónimo de Surco considerándose como un proceso que forme parte del tratamiento de las aguas superficiales mediante la aplicación de la bioadsorción por dosis de la mezcla de la cáscara de lima y naranja, ya que estos compuestos órganicos contienen paredes celulares que mediante intercambio iónico es capaz de reducir los metales en aguas. Este tratamiento fue dado con diferentes concentraciones y diferentes granulometria, es decir, se utilizó una relación de 1:1 ,donde fue 10g (5g de lima y 5g de naranja), 15g (7.5g de lima y 7.5g de naranja) y 20g ( 10g de lima y 10g de naranja), con diferentes tipos de mallas 0.425 mm, 1mm y 2mm. Para ello se utilizó un método estacionario con un tiempo de 24 horas, una vez terminada el tiempo se pasó a un proceso de filtracción, y asi obtener la muestra disuelta. Una vez culminada el proceso se procedió a tomar los parámetros fisicoquímicos ( pH, T°, Ce, y Eh), luego las muestras fué llevado a digestar a un pH ácido de 1 a 1.5 con la finalidad que el metal pueda solubilizar para que finalmente sea medido por absorción atómica. Finalmente los tratamientos 1, 2 y 3 fueron totalmente eficaces, siendo la más resaltante con el tamaño de particula (2 mm) y la dosis de 15g con un reducción de plomo ( 60.7%), teniendo en cuenta que la cantidad de Pb contaba con un 0.1 mg/L sobre pasando los ECAS.

Palabras clave: Bioadsorción, metales pesados, cáscara de lima y naranja.

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ABSTRACT

The waters of the river Rímac present high concentrations of heavy metals, which was sought to implement a new process that forms a part of the treatment of the superficial waters, due to the fact that, the pollution of the water by heavy metals is every you see more evident because of the mining activities that they find nearby to the rivers. Therefore this project of investigation seeks to be able to reduce the concentration of the metal (Pb) of the waters from the river Rímac of the Populated San Jerónimo of Rut being considered to be a process that should form a part of the treatment of the superficial waters by means of the application of the bioadsorción for dose of the mixture of the rind of lime and orange, since these compounds órganicos contain cellular walls that by means of ionic exchange it is capable.This treatment was met by different concentrations and different granulometry, that is to say, was in use a relation of 1:1, where it was 10g (5g of lime and 5g of orange), 15g (7.5g of lime and 7.5g of orange) and 20g (10g of lime and 10g of orange), with different types of meshes 0.425 mm, 1mm and 2mm. For it a stationary method was in use with a time of 24 hours, once finished the time passed to a process of filtracción, and this way to obtain the sample.Once reached one proceeded the process to take the physicochemical parameters (pH, T °, Ce, and Eh), then the samples from 1 to 1.5 was taken to digestar to an acid pH by the purpose that the metal could solubilizar in order that finally it is measured by atomic absorption.

Finally the treatments 1, 2 and 3 were totally effective, being more resaltante with the size of particle (2 mm) and the dose of 15g with a reducción of lead (60.7 %), bearing in mind that Pb's quantity was possessing 0.1 mg/L on spending the ECAS.

Key words: Biabsorption, heavy metals, rind of lime and orange.

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1 INTRODUCCIÓN

En la actualidad existe una gran demanda de industrias mineras en nuestro país es tanto la producción o diferentes actividades relacionadas, que también afecta a nuestro medio ambiente por ende es necesario cumplir con los estándares nacionales para así obtener una calidad de agua libre de impurezas, y por ello existen diferentes tipos de métodos para poder tratar las aguas contaminadas.

ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE SALUD (2016) menciona que todo recurso hídrico contaminado y con un saneamiento en mal estado va estar relacionado con diversas enfermedades como el cólera, diarreas u otras, es por ello que los servicios de agua y saneamiento en mal estado, insuficientes o estén gestionados de forma inapropiada va exponen a la población a riesgos en la salud. Se estima que unas 842 000 personas mueren cada año de diarrea como consecuencia del agua en un mal estado.

INSTITUTO NACIONAL DE ESTADÍSTICA E INFORMÁTICA (2016) menciona que el agua contaminada en los ríos se da específicamente por el vertimiento de relaves mineros, y acciones antropogénicas, como los desagües industriales. Este efecto por contaminación va generar la presencia de elementos físicos, químicos y biológicos, que en un gran porcentaje de concentraciones, son dañinos para nuestro medio ambiente.

Para el reemplazo de procesos utilizados para tratar metales pesados, se formula el empleo de cascara de lima y naranja, ya que contiene,las paredes celulares con presencia de proteínas, lípidos, polisacáridos es por ello que numerosos grupos funcionales son capaces de enlazar el metal pesado en la superficie de estos.

Finalmente esta investigación tiene el objetivo de precisar la mezcla de la cáscara de lima (Citrus Aurantifolia) y naranja (Citrus Sinensis) en polvo a diferentes tamaños y concentraciones para la remoción del metal pesado (Plomo) de las aguas provenientes del Rio Rímac, del mismo modo se pretende generar conocimiento permite sobre la viabilidad de un proceso experimental para recuperar agua contaminada con metales pesados por actividades mineras.

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2 1.1 Realidad problemática

El rio Rímac en uno de los principales ríos que contiene gran porcentaje de metales pesados, es por ello que diferentes autoridades, se preocupan por el bienestar de la calidad del agua, una de ellas es el MINSA que en el mes de Mayo en el año 2011, presentaron un programa nacional de vigilancia de la calidad sanitaria y ambiental de los recursos hídricos donde resultados fueron sorprendentes sobre todo de los metales pesados, por el cual el que más destaco fue el Pb (plomo) manteniendo altas concentraciones en diferentes puntos de muestreo.

Los metales pesados en aguas superficiales cada época incrementan más generando así un gran impacto ambiental en el Perú. Para la mayoría de los seres vivos la principal fuente de exposición del plomo son los alimentos, agua y aire, pequeñas partículas de plomo son absorbidas por el aparato respiratorio, donde puede perjudicar tanto a trabajadores de empresas o la población misma.

Así mismo CARLOS ALVA (2009) sostiene que en la cuenca del rio Rímac se ha podido presenciar 30 empresas que vierten sus aguas residuales, en lo cual 3 de ellas (Casapalca, Central Hidroeléctrica Huanchor y Empresa Hornos Eléctricos Peruanos), sus actividades provocan vertimientos cada una con un caudal de 500 L/s .En tanto las otras empresas vierten sus aguas residuales por debajo de 100 L/s. Por último, este gran problema en el rio Rímac, necesita ser tratado para así no perjudicar nuestra naturaleza y poder evitar más impactos hacia el futuro.

Mediante la información brindada por el MINSA y DIGESA se sabe que existe una gran presencia de Pb (plomo) llegando a sobre pasar los ECA hasta un máximo de 0,2790 mg/L exactamente en Puente Surco Km 66 provincia de Huarochirí, es por ello que esta investigación se va basar en este determinado lugar para así remover el metal hasta poder disminuir su alto grado de concentración mediante absorción por compuesto orgánicos.

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3 1.2 Trabajos previos

CARDONA et al (2013), en el artículo de investigación titulada Evaluación del poder biosorbente de cáscara de naranja para la eliminación de metales pesados, en donde tiene como objetivo la evaluación de la biosorción con el componente orgánico para la eliminación de metales. Donde se enfocó en 7 parámetros fisicoquímicos tomando 2 valores cada uno: alto y bajo. Por ultimo en las variaciones de los resultados de las características de la biomasa se obtuvo 8 experimentos diferentes. Una de las partes de esta biomasa se hizo un tratamiento de reticulación (con CaCl2 a 0.2 M). De los 8 experimentos, se encontró que para el Pb el experimento 4 (pH=5, tamaño de partícula=0.4 mm, concentración del metal= 80 ppm, cantidad de cáscaras de naranja = 0.5 g, tiempo de contacto = 2h, T=500C, biomasa con reticulación) resulto un excelente porcentaje de remoción (99.5 %) con capacidad de remoción de 9.39 mg de Pb (II) / g de cáscara de naranja.

El mejor porcentaje de remoción de Zn fue 99.5% y se obtuvo en el experimento 3 (pH=5, tamaño de partícula= 0.48mm, concentración de metal=100 ppm, cantidad de cáscara de naranja=0.5g, tiempo de contacto=4h, T=250C y biomasa sin reticulación), cuyo resultado de remoción es de 9.95 mg de Zn / g de cáscara de naranja.

RAMIREZ, M. (2016), en su tesis titulado Bioadsorción de cobre, cadmio y manganeso con cáscara de naranja de las aguas de la laguna Colquicocha , en esta investigación tiene como objetivo general demostrar la capacidad de bioadsorción de cobre, cadmio y manganeso con cáscara de naranja en las aguas de la laguna Colquicocha, provincia de Oyón. Este trabajo de investigación, se tomó muestras de agua de la laguna. Para ello se usó un recipiente de muestreo cuyo volumen fue de un litro de agua, la toma de muestras se realizó sumergiendo el envase de forma contraria al flujo evitando que contenga aire, se agregó cáscara de naranja activada y sin activar en diferentes concentraciones. Para obtener el bioadsorbente activado e procedió al lavado, secado en una estufa a 70°C por tres días, se acondicionó con ácido fosfórico 1.0 M se calcino en una mufla a una temperatura de 500°C por 24 horas, se trituró y se tamizó para obtener una granulometría homogénea. Para el bioadsorvente no activado se procedió al

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4 lavado, secado en una estufa a 70°C por tres días, se trituró y se tamizó para obtener una granulometría homogénea. Lo cual se prepararon cuatro dosis del bioadsorbente activado (1.5; 3; 5; 10 gramos) con un tiempo de residencia de 10 horas; para el análisis por absorción atómica se requirió de un litro de muestra por cada ensayado. Para el mismo modo se preparó tres dosis de bioadsorbente no activado (3; 5; 10 gramos), el tiempo de residencia fue de 10 horas. Se obtuvo estos resultados de concentración inicial de los metales pesados fueron en Cobre 0.03ppm, 0.03ppm, 0.01ppm, 0.01ppm, 0.02ppm; para Cadmio 0.05ppm, 0.05ppm, 0.03ppm, 0.008ppm, 0.02ppm y para Manganeso Total 6.822ppm, 3.44ppm, 3.37ppm, 3.14ppm,3.5 ppm, lo cual luego de la aplicación de la cáscara de naranja se obtuvo una reducción de hasta 0.02ppm para cobre, 0.042ppm para el cadmio y 3.682ppm para el manganeso total.

LAGOS, L. (2016), en su tesis titulado Bioadsorción de cromo con borra de café en efluentes de una industria curtiembre local, dicha investigación tiene como objetivo general determinar las condiciones idóneas para lograr la óptima adsorción de cromo empleando un residuo orgánico doméstico, borra de café, en efluente de esta industria de curtiembre local. Se usó la borra de café que se recolectó en la cafetería de la misma Universidad, luego de su recolección se deja a secar al aire.

La determinación de cantidad de cromo por absorción atómica a la flama se basa en la norma ASTMD1687-02 (2007). Este método permite analizar de manera cuantitativa la cantidad total de cromo en la muestra. Se hizo pruebas mediante muestras del efluente de una empresa curtiembre local en donde la concentración de Cromo en promedio total es de 2462ppm. En conclusión a estas condiciones establecidas se pudo obtener una concentración final Cromo total de158 ppm, es decir, una remoción de 94.1%.

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5 SOTO, E. (2009), en su tesis titulado Estudio de la remoción de Cu (ii) en medio acuoso utilizando el albedo de la cáscara de naranja, dicha investigación tiene como objetivo poder evaluar diferentes tratamientos del albedo para mejorar la remoción del cobre. Se pudo realizar 2 etapas en el tratamiento del albedo. Primero referente a mantener limpio el material, se debió a sustancias que disminuyen la capacidad de remoción del ión metálico incorporando la mínima resistencia hacia una agitación continua en un medio acuoso. La segunda etapa referida a aumentar los sitios de sorción por un proceso de hidrólisis interno. Finalmente se obtuvo considerablemente las características sorbentes del dicho material de partida siendo analizado por los parámetros que rigen el proceso de sorción como el pH (3,0 – 5,5), tamaño de partícula (200 – 800µm), dosaje (0,25 y 0,50g.L-1) y temperatura (6 – 60 ºC). obteniendo su mayores valores alrededor de pH 5, tamaño de partícula de 250-500 µm, dosaje de 0,5 g.L-1 y a un rango de temperatura de 6 a 20ºC. En conclusión, se puede decir que este tratamiento de muestra nativa se refirió que la exposición en soluciones de hidróxido de sodio y cloruro de calcio pudo aumentar los puntos de interacción entre el sorbato y el sorbente, no perjudicando la estructura del mismo en todo el proceso de sorción, beneficiando de esa manera la remoción del cobre.

CASTRO, B. (2015), en su tesis sostiene Uso de la cáscara de banano (musa paradisiaca) maduro deshidratada (seca) como proceso de bioadsorción para la retención de metales pesados, plomo y cromo en aguas contaminadas, en esta investigación tiene como enfoque la utilización de biadsorventes para así remover los metales pesados contenidos en aguas contaminadas. Lo cual tomaron muestras del agua sintética con cromo y plomo cada 8 horas. Las muestras tomadas fueron filtradas, se utilizó para determinar la concentración de los metales pesados mediante espectrofotometría de absorción atómica. La cáscara de banano fue sometida a un lavado, reducción del tamaño y secado. En un biorreactor se introdujo el polvo de cáscara de banano y también el agua sintética de cromo y plomo a la concentración de 50 ppm, la mezcla se homogenizó mediante agitación magnética, durante una hora. Los resultados obtenidos de bioadsorción del cromo, con una concentración de 10g/L de harina de cáscara de banano maduro a un tamaño de partícula de 250µm alcanzan el porcentaje de 80% de retención del cromo. Los

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6 resultados de porcentaje de bioadsorción de plomo con una concentración de 10g/L de harina de cáscara de banano maduro a un tamaño de partícula de 250µm alcanzan el porcentaje de 58.2% de retención del plomo.

VARGAS, M. ET AL. (2009) en el artículo de investigación titulada Evaluación del proceso de biosorción con cáscaras de naranja para la eliminación del colorante comercial Lanasol Navy CE en aguas residuales de la industria textil, nos comenta que en una industria textil donde ahí provienen las aguas residuales ha sido investigada por bastante tiempo, ya que últimamente existe problemas ambientales que pueden causar su vertido a cuerpos de aguas naturales. Por lo que estas aguas han tenido que ser tratadas con procesos físicos y químicos pero resultan costosos los tratamientos. El uso de cáscaras de naranja fue secado, trituradas y tamizadas.

El mayor porcentaje de remoción de colorante se obtuvo con partículas de 1mm de diámetro y durante los primeros 60 min de contacto. Se observó también que la relación entre las cantidades de biosorbente y de la concentración de colorante removido fue de comportamiento línea.

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7 1.3 Teorías relacionadas al tema

1.3.1. Metales Pesados

Aquella densidad específica muy elevada, frecuentemente superior a 4. Varios de estos metales son muy tóxicos cuando se encuentran con contaminantes ambientales, por lo que, en gran exceso por sobre sus concentraciones basales (MINAM, s.f.).

Estos metales son parte de componentes naturales de la corteza terrestre.

Cumple un gran papel importante en los organismos por lo que son parte fundamental de sus funciones fisiológicas y bioquímicas. Por lo que algunos de estos son oligoelementos imprescindibles para el mantenimiento de los sistemas bioquí- micos de los seres vivos. También pueden actuar como potentes tóxicos, tanto para los seres humanos como para la naturaleza. (FERRE et al, 2007, p. 51)

1.3.2. Generación de metales pesados

Como se sabe los metales provienen de la corteza terrestre, por lo que contaminan en un gran porcentaje y son bien expuestos a nuestra naturaleza mediante actividades antropogénicas. Una de las principales fuente de contaminación por metales pesados es la minería, debido a la remoción de grandes cantidades de material, refinamiento o efluentes industriales y sobre todo emisiones vehiculares. Estos fenómenos naturales y actividades antropogénicas forman parte de emisiones de elementos metálicos a la atmósfera (Castro, 2015).

Se puede decir que los metales pesados se refieren a un conjunto de elementos que presentan característica de elevada densidad y que no son biodegradables ni termo degradables. Al exponerse los metales pesados en algunas circunstancias puede darse la degradación y muerte de vegetación, animales, ríos e, incluso de daños directos hacia las personas, se conoce más sobre efectos de estos elementos, relacionado con la salud como retrasos en el desarrollo, varios tipos de cáncer, daños en el riñón y lamentablemente hasta casos de muerte.

(ACOSTA Y MANTILLA ,2011)

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8 Finalmente, la presencia de metales en nuestro ambiente se da por vía natural y antropogénica y se pueden movilizar en matrices de agua, suelo y aire.

1.3.3 El Plomo

Es un metal gris-azulado de origen natural donde se puede encontrar en pequeñas cantidades en la corteza terrestre. El metal puede encontrarse en muchas partes en el medioambiente. La mayoría de ellas proviene de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles, la manufactura y la explotación minera. (ATSDR, 2007, p.1).

1.3.4 Efectos del Plomo sobre la salud humana

Este metal es uno que contiene mayor efecto dañino sobre la salud humana.

Este metal puede introducirse al cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%). Las comidas como fruta, vegetales, carnes, granos, mariscos, refrescos y vino pueden contener cantidades significantes de Plomo.

El Plomo se puede insertar en el agua potable mediante la corrosión de las tuberías. Esto se da más cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el motivo de que los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable.(APAZA, 2015, p.24).

1.3.5 Métodos para la eliminación de metales pesados en aguas

Hoy en día los métodos que se utilizan para la eliminación de metales pesados en las aguas residuales es la precipitación química, proceso redox, el intercambio iónico, también los tratamientos electroquímicos, los procesos de membrana, la extracción con disolventes, la adsorción sobre carbón activado y la bioadsorción (Castro, 2015).

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9 1.3.6 Bioadsorción

CARDONA et al en su artículo cita a (CAÑIZARES, 2000) que la biodasorción es un término en relación de captación de metales que se da a cabo por una biomasa viva o muerta, mediante mecanismos fisicoquímicos como la adsorción o el intercambio iónico. Para obtener el proceso va involucrar una fase sólida y una fase líquida, que contiene las especies disueltas que van a ser sorbidas (2013, p.

2).

Por último CARDONA cita a (Tapia, 2002) que el tratamiento de bioadsorción se da cuando los cationes de los metales se juntan por interacciones electrostáticas a los sitios aniónicos que están presentes en los biosorbentes. En donde estos sitios sirven como centros activos para la biosorción y se encuentran ubicados en los grupos de los carboxilo, amino, hidroxilo, que forman parte de un conjunto en la estructura de la mayoría de los polímeros de origen natural (2013, p. 3).

1.3.7. Partes de los frutos

1.3.7.1 La Lima

La lima es muy conocida como una de las frutas muy exóticas y fuertemente aromática es por ello que pertenece a los cítricos, son de un tamaño pequeño, contiene un color verde o amarillo, sobre todo con un sabor dulce a ácido y puede llegar hasta a ser amargo ( RODRIGUEZ Y ROMÁN, 2004, p.20 ).

1.3.7.2 La naranja

Este fruto contiene una baya especial, formada por una piel externa más o menos rugosa y mantiene un color anaranjado, también con abundantes glándulas que incluyen aceites esenciales, y con una intermedia parte adherida a la anterior, blanquecina y esponjosa ( RODRIGUEZ Y ROMÁN, 2004, p.19 ).

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10 1.3.7.3 Cáscara de cítrico

El Exocarpo o Pericarpio pertenecen a la piel externa; en cambio la capa blanca es llamado Mesocarpo, y en el interior de la fruta que constituye la parte comestible es denominado Endocarpio, que forman siete a doce gajos carnosos que contienen vejigas rebosantes de zumo (RODRIGUEZ Y ROMÁN, 2004, p.19). Por último se sabe que esta cáscara de un cítrico contiene una excelente fuente de pectina por lo que también se encuentra en frutas y vegetales, por ello estas fuentes provienen especialmente de la industria en extracción de jugos y zumos. (RAMIREZ, 2016, p. 46).

Fuente: (RODRIGUEZ Y RÓMAN, 2004)

1.3.8 Composición de la pared celular

1.3.8.1 La celulosa

Es el polisacárido más común encontrado en el reino vegetal, consiste en un polímero no ramificado formado por moléculas de D-glucosa unidas por enlaces glucosídicos y su función principal es asegurar la rigidez de la pared celular vegetal. Las microfibrillas de celulosa forman una estructura para cristalina estabilizada por puentes de hidrógeno intra e intermoleculares, con cadenas orientadas de manera paralela y anti paralela (SOTO, 2009, P.20).

Fígura 1.- Partes de la naranja

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11 1.3.8.2 La lígnina

Es la sustancia más abundante en la matriz de la pared celular de las plantas leñosas. Es un polímero formado por restos fenilpropanoides, derivados de los alcoholes cumarílico, coniferílico y sinapílico, unidos entre sí por enlaces éter (C-OC) o C-C. Debido al carácter hidrofóbico que posee desplaza el agua de las paredes celulares secundarias, aumentando la resistencia química y la rigidez de la pared. Las ligninas son polímeros insolubles en ácidos y solubles en álcalis fuertes como el hidróxido de sodio (SOTO, 2009, P.21). La hemicelulosa y los polisacáridos pécticos, así como la lignina, interactúan con las fibras de celulosa, creando una estructura rígida a lo largo de la pared celular vegetal.

1.3.8.3 La pectina

Deriva de la palabra griega “Pekos” por lo espeso, denso, coagulado en otras palabras una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores. Por lo que la sustancia está asociada con la celulosa y le brinda a la pared celular la habilidad de poder absorber muy grandes cantidades de agua. En tanto la celulosa tiene un gran papel en la estructura por lo que le da rigidez a las células, en cambio la pectina va a contribuir a su textura. Se sabe que la pectina cítrica se adquiere del extracto en ácido diluido del mesocarpio, de frutos cítricos. (SOTO, 2009, P.21).

Fuente (SOTO, 2009, P.21)

Fígura 2.- Porción de mólecula de pectina

(24)

12 Por último, CARDONA et al en su artículo cita a (Muñoz, 2007) que al ser tratadas con Ca2+ las pectinas, este ion se une a la cadena poligalacturónica. La remoción de metales por pectina tratada se da básicamente por un fenómeno de intercambio iónico entre el Ca2+ y los iones metálicos en solución hasta lograr un equilibrio. De esta forma el Ca2+

unido a las cadenas poligalacturónicas es desplazado por el ion metálico hasta alcanzar las concentraciones de equilibrio en ambas fases. (2013, p.3).

1.3.9 Espectrometría de absorción atómica

La absorción atómica es un método instrumental espectroscópico que permite medir las concentraciones específicas de un metal en una muestra solida o liquida permite determinar una gran cantidad de elementos químicos, el principio en el que se basa esta técnica tiene sus fundamentos en la Ley dc Beer-Lamber. (RAMIREZ, 2016, p. 66).

1.3.10 Estándares de calidad del agua

Esta normativa se publicó el miércoles 7 de junio de 2017, por el Ministerio del Ambiente en coordinación con todos los sectores gubernamentales.

El estándar de calidad ambiental para el agua es la medida que establece el nivel de concentración o el grado de elementos presentes o parámetros físicos, químicos y biológicos, presente en el ambiente (aire, agua o suelo) que no represente riesgo significativo para la salud de las persona ni al ambiente (MINAM, 2017).

(25)

13 1.4 Formulación del problema

1.4.1 Problema General

 ¿Cuál será la eficacia de la mezcla de cáscara de lima y naranja como proceso de bioadsorción para la reducción del metal pesado (Plomo) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018?

1.4.2 Problemas Específicos

 ¿Cuál es la dosis más favorable de la mezcla de cáscara de lima y naranja que se necesitará para la reducción del metal pesado (Plomo) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018?

 ¿Cuál es el tamaño de la partícula favorable de la mezcla de cáscara de lima y naranja para reducir el metal pesado (Plomo) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018?

 ¿Cuáles son las variaciones en los parámetros para reducir el metal pesado (Plomo) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018?

1.5 Justificación del estudio

El presente trabajo de investigación permite generar conocimiento sobre la viabilidad de un proceso experimental para recuperar agua contaminada con metales pesados proveniente de actividades mineras, pues a la fecha no existe ningún trabajo que se haya aplicado la mezcla de dos componentes orgánicos para la bioadsorción de plomo con cáscara de lima y naranja en las aguas del río Rímac en ese poblado, es por ello que los resultados servirán para diseñar nuevos métodos para beneficiar nuestro medio ambiente y reducir los impactos negativos.

(26)

14 Social

La investigación tendrá un aporte social porque determinara si es beneficioso mezclar dos tipos de cáscara de frutos (lima y naranja), así mismo contribuirá para la toma de decisiones sobre soluciones para la conservación de nuestras aguas de ríos. Teniendo en cuenta también el beneficio a los pobladores, ya que este método va evitar problemas de salud en los pobladores.

Ambiental

Con la investigación se podrá determinar los diferentes niveles de concentración de una mezcla de cáscara de lima y naranja que serán posibles remover los metales pesados del río Rímac mediante un estudio experimental para así beneficiar nuestro medio ambiente ya que actualmente en la zona de San Jerónimo de Surco hay presencia de relaves mineros y los temblores constantes pueden perjudicar aún más la situación.

Económico

La investigación planteada es una propuesta de solución que tiene una ventaja económica, por los que cuenta con un financiamiento de presupuesto accesible para los pobladores, ya que consta de un tratamiento biológico, también la población cuentan con chacras donde los frutos son muy económico en la zona lo que lo hace una alternativa de bajo costo y muy accesible.

(27)

15 1.6 Hipótesis

1.6.1 Hipótesis General

Ha: La mezcla de la cáscara de lima y naranja a diferentes niveles de concentración tienen el mismo nivel de eficacia en la reducción del metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

Ho: La mezcla de la cáscara de lima y naranja a diferentes niveles de concentración no tiene el mismo nivel de eficacia en la reducción del metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

1.6.2 Hipótesis Específicos

Ha: La dosis de la mezcla de cáscara de lima y naranja será favorable para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018

Ha: El tamaño de la partícula de la mezcla cáscara de lima y naranja, será favorable para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

Ha: Las variaciones de los parámetros si influye para la reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

(28)

16 1.7 Objetivos

1.7.1 Objetivo General

 Determinar la eficacia de la mezcla de cáscara de lima y naranja a diferentes niveles de concentración como proceso de bioadsorción para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

1.7.2 Objetivos Específicos

 Determinar la dosis más favorable de la mezcla de cáscara de lima y naranja que se necesitará para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

 Determinar el tamaño de la partícula favorable de la mezcla de cáscara de lima y naranja para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

 Determinar las variaciones de los parámetros para reducir el metal pesado (Pb) de las aguas provenientes del río Rímac del poblado San Jerónimo de Surco – Lima 2018.

(29)

17 MÉTODO

2.1 Diseño de Investigación 2.1.1 Tipo

El presente estudio se considera una investigación aplicada, pues va depender de los descubrimientos y desarrollos de investigaciones antecesoras a este.

Según Vargas (2009), recibe el nombre de “investigación práctica o empírica”, y busca caracterizar la aplicación o utilización de los conocimientos adquiridos, a la vez que se adquieren otros, después de implementar y sistematizar la práctica basada en investigación. El uso del conocimiento y los resultados de investigación que da como resultado una forma rigurosa, organizada y sistemática de conocer la realidad.

2.1.2 Diseño

Se realizará un diseño experimental, donde “la investigación de enfoque experimental el investigador manipula una o más variable de estudio, para controlar el aumento o disminución de esas variables y sus efectos en las conductas observadas”. Mediante actividades determinadas se busca comprobar, demostrar o reproducir ciertos fenómenos o hechos o principios en forma natural o artificial de tal manera que nos permite formular hipótesis que mediante un proceso científico se pueden aceptar o rechazar. (Serrano, et al..

(s.f.)).}

2.1.3 Nivel

Se realizará un nivel de investigación explicativa ya que se va determinar las relaciones de las variables, por ello sostiene que va más allá tratando de encontrar una explicación del fenómeno en cuestión, para lo cual busca establecer, de manera confiable, la naturaleza de la relación entre uno o más efectos o variables dependiente y una o más causas o variables independiente.

Indaga las causas de los fenómenos es decir, intentan explicar porque ocurre o si se quiere (Cazau, 2006, p. 28).

(30)

18 2.2 Variable Operacional

Fuente: Desarrollo de investigación. (Elaboración propia)

VARIABLES MEDICIÓN/

UNIDAD

(mm)

(°C ) Unidad de

pH mg/L mg/L mg/L mg/L μS/m mv

%

Unidad de pH (°C )

mv DEFINICIÓN

CONCEPTUAL

DEFINICIÓN

OPERACIONAL DIMENSIONES INDICADOR

Variable

independiente:

Bioadsorción para la reducción del

metal pesado (Pb)

Según RIOS (2014) La bioadsorción es un

proceso de adsorción que consiste en la captación de

diversas especies quimica por una biomasa, a traves

de mecanismos fisicoquimicos como la adsorción o el intercambio

iónico.

La bioadsorción de este tipo de aguas residuales con presencia de metal, se

desarrollara mediante la aplicación componentes orgánicos cáscara de lima

y naranja a diferentes concentraciones y tamaño

de particula.

Concentración de la mezcla de cascara

de lima y naranja

Peso de la mezcla de

cáscara g

Tamaño de particula de la mezcla de la

cáscara

Malla de particulas

Parámetros fiscoquimicos para la

caracterización del agua

Temperatura pH DBO DQO

OD SST

CE Eh

Temperatura

CE μS/m

Variable

dependiente:

Eficacia de la mezcla de cáscara

de lima y naranja

Según RAMIREZ (2016) La cáscara de un citrico es

una muy buena fuente de pectina la cual también se

encuentra en frutas y vegetales, estas fuentes provuenen principalmente

de la industria de extracción de jugos y

zumos.

Para verificar la eficiencia de las diferentes concentraciones ha de tener en cuenta ciertos

criterios como la concentración de sus

componentes, la cual dependerá de la característica de la

cáscara de lima y naranja,como tambien ser precisos en los tamaños de

particulas, tiempo del cual se obtendrá el porcentaje de la concentración para determinar cuánto se pudo

remover el metal.

Porcentaje de bioadsorción en la reducción del metal

pesado (Pb)

Concentración final del metal pesado

Parámetros fisicoquimicos final

del agua

pH

Eh

(31)

19 2.3 Población y muestra

2.3.1. Población

La población del estudio de investigación constituye las aguas provenientes del río Rímac que está contaminada por el metal pesado (Plomo) que se encuentra en el poblado San Jerónimo de Surco, la cual es codificada PS –R y se encuentra ubicada de acuerdo a la Tabla 1 y a las Figuras 3 y 4.

Tabla 1.Coordenadas de ubicación

Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia

PUNTO DE UBICACIÓN

GEOREFERENCIACIÓN ( GPS NAVEGADOR)

Coordenadas E: 343080 UTM 18L

N: 8686029 UTM 18L

Altitud 2.2023 msnm

Poblado San Jerónimo de Surco

Río Río Rímac

Código PS -R

Fígura 3.- Puente Surco - PS-R Fígura 4.- Río Rímac

(32)

20 2.3.2. Muestra

La muestra es tomada a las 9 a.m del día 11 de abril de 2018 en el río Rímac N°

PS-R, ( Tabla 2), a la altura del puente Surco, mediante un monitoreo de agua In Situ simple para así obtener una muestra del metal (Plomo), representativa para la evaluación del proceso de bioadsorción, donde se llevo a cabo el resultado en el laboratorio acreditado de la FIGMM – UNI.

Tabla 2.Codificación de muestra

CÓDIGO RÍO

NÚMERO MINIMO DE

MUESTRA

PUENTE SURCO

PS -R Rímac 2 PS

Fuente: (Elaboración propia)

2.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad

2.4.1 Monitoreo de agua simple

El monitoreo de agua se inicio con la preparación de materiales, indumentaria de protección y equipos, la recolección fue directa y puntual, tomando los parámetros de temperatura, pH, Ce y Eh en In situ (Figura 5), asímismo se procedio con la etiquetación de las muestras, apoyándome de la norma del ANA y el Protocolo Nacional de Monitoreo de la Calidad del Agua .

Fuente: Desarrollo de investigación Fígura 5.-Toma de muestra en rio Rímac

(33)

21 2.4.2 Recolección de datos

 Determinación del área de muestreo

 Estrategia para la toma de muestra

 Determinación de los parámetros In situ

 Técnica, instrumentos y equipos a emplearse en el transporte a laboratorio (Figura 6).

Fuente: Desarrollo de investigación

2.4.3 Reconocimiento del entorno del punto de monitoreo

En el rio Rímac a la altura del punto de muestreo hasta el puente Surco existe una oxigenación natural del agua, en el tema de la contaminación procede generalmente por metales pesados por la existencia de relaves en la parte más alta, además de la existencia de distintas rocas con una mineralizacion oxidado ocasionando el inteperismo de las rocas las cuales al desagregarse entra al cuerpo receptor (Figura 7).

Fuente: Desarrollo de investigación Fígura 6.-Toma de muestra en río Rímac

Fígura 7.- Reconocimineto del entorno en rio Rímac

(34)

22 2.5 Pruebas realizadas en el laboratorio

Las pruebas que se realizaron en el laboratorio antes de iniciar el proceso de bioadsorción tuvo que empezar lo más antes posible, ya que estas muestras con el cambio de temperatura puede alterar los resultados, es por ello que el transcurso del punto de monitoreo fue directo hacia el laboratorio en un tiempo de 4 horas.

2.5.1 Oxígeno disuelto

El análisis del oxígeno disuelto se realizó mediante el método Winkler, en donde ya cuenta con frascos estandarizados con un volumen exacto de 300 ml, donde el primer paso fue introducir el frasco al agua de la muestra y dejar que se llene bien, por lo que se debe tener en cuenta que no contenga burbujas, para luego agregar ordenadamente el sulfato de manganeso, yoduro alcali y el ácido sulfúrico con un mililitro cada uno (Figura 8), siendo medido con la pipeta y para subcionar la propipeta, agregamos cada reactivo en orden donde al final nos va queda un color medio amarillo miel, debido a las reacciones químicas del proceso dando entender que si hay presencia de oxígeno, para luego dejarlo reposar por 10 minutos para iniciar con la titulación.

Fuente: Desarrollo de investigación A continuacion pasamos a la titulación:

Para ello con la ayuda de una probeta medimos 100 ml de la muestra, para de ahí pasar con el indicador (almidón) colocandole 4 gotas a la muestra,se observó como la muestra cambia a un color azulado oscuro, para luego pasar a la bureta y comenzar con la titulación.

Fígura 8.- Reactivos

(35)

23 Agregamos el Tiosulfato de sodio con una concentracción de (0.0245 N), colocamos en posicion de titulación, tomamos la muestra y empezamos a agregar volumenes del titulante, el color comienza a cambiar, pasando a un color ligeramente violeta a transparente, el punto de titulacion final es cuando la muestra manifiesta un color incoloro, verificamos el volumen gastado del reactivo titulante y finalmente por cálculo estequiométrico se pudo hallar el oxígeno disuelto (Figura 9).

2.5.2 Demanda química de oxígeno

En este proceso se utilizó dos tubos de digestión, donde fue rotulado como muestra y blanco, para el blanco se ultilizo agua destilada que con un pipeta se midió 3 ml

 La primera la solución digestora (K2Cr2O7)

 Segundo la solución catalizadora (H2SO4) ácido sulfurico.

𝑂𝐷 =

𝑉.𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜 𝑥 𝑁𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑥 8000 𝑥 𝑉.𝑏𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎

𝑉.𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑥 𝑉.𝑏𝑜𝑡𝑒𝑙𝑙𝑎−2

…..

(1) Fígura 9.- Preparación de O.D.

Fórmula 1. Oxígenodisuelto

(36)

24 Se pudo observar que es muy exótermico, agitamos para obtener un mezcla homógenea, debemos tener en cuenta que si el blanco se pone de un color verde significa que hay mucha presencia de de materia orgánica, pero en este caso se mantuvo un color amarillento dando entender que el blanco quedo en condiciones óptimas.

En el caso de la muestra se utiliza el mismo procedimiento.

La muestra y el blanco pasan a un termoreactor por 2 horas, finalmente sacamos las muestras y se deja enfriar, en dos Enlemeyer se vierte la muestra y el blanco de tal manera que pasamos a la titulación. Se agrega el indicador (Ferroina) con 6 gotitas cambiando a un color medio oscuro eso indica que se a progresado adecuadamente, disponemos la titulación donde se agrega el (Sulfato ferroso amoniaco) con una concentración de 0.25N, por último pasa a titular (Figura 10).

𝐷𝑄𝑂 =

(𝑉.𝑔𝑎𝑠𝑡𝑎𝑑𝑜−𝑉 𝑔𝑎𝑠𝑡.𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎) 𝑥 8000 𝑥 𝑁

𝑉.𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

……

(2)

Fígura 10.- Preparación de DQO Fórmula 2.Demanda química de Oxígeno

(37)

25 2.5.3 Demanda bioquimica de oxígeno

Preparamos el agua con 30%dilución, donde previamente a sido aireada.

Para el oxígeno inicial se utiliza las botella Winkler (300 ml) donde con una probeta se vierte 90 ml de la muestra de agua, para ser llevado a una incubadora por 5 días.

Después de los 5 dias se mide oxígeno disuelto final, debido al oxígeno inicial y final se pudo obtener el DBO5 (Figura 11).

2.5.4 pH, temperatura y conductibilidad eléctrica

Fueron medidos mediante un multiparámetro, donde el primer paso fue calibrar el equipo, se pudo observar como varia los parámetros con el pasar de tiempo. Los cuáles se encuentran en la (Tabla 4).

𝐷𝐵𝑂5 =

% 𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛^{𝑂𝐷𝐼−𝑂𝐷𝐹}……(3)

Fígura 11.- Preparación del DBO Fórmula 3. Demanda bioquímica de Oxígeno

(38)

26 2.5.5 Turbidez

La turbidez fue dada mediante un turbidimetro donde contiene diferentes estándares (NTU), en la porta celda se pone la muestra y se va a medición, las muestras debe ser analizadas los mas ante posible despúes de su recojido dado que la turbidez puede sedimentarse o cambiar con el pasar del tiempo. Los cuáles se encuentran en la (Tabla 4).

2.5.6 Sólidos suspendidos totales

Para determinar los sólidos suspendidos totales, se tomó 2 vasos para esterilizar con una T 105°C en una estufa por 30 minutos, para luego dejarlo enfríar y pesarlo con 100 ml de la muestra de agua. En el caso de los sólidos totales es mediante filtración, para luego aplicar la fórmula y hallar los sólidos suspendidos totales (Figura 12).

Finalmente se procede a la siguiente fórmula:

𝑆𝑇 =

(𝐴−𝐵)𝑥 1000

𝑉 (𝐶)

…

(4)

𝑆𝐷 =

(𝐴−𝐵)𝑥 1000

𝑉 (𝐶)

…

(5) Fígura 12.- Determinación de los SST

𝑆𝑆𝑇 = 𝑆𝑇 − 𝑆𝐷 𝑚𝑔/𝑙…. (6) Fórmula 5. Sólidos Totales Fórmula 4. Sólidos disueltos

Fórmula 6.Sólidos suspendidos totales

(39)

27 2.6 Acondicionamiento de la de la cáscara de lima y naranja

El acondicionamiento inicio al extraer la cáscara de la naranja y lima, para luego ser llevado a un lavado y secado a una temperatura ambiente, por espacio de 2 dias, donde al 3 día se transfirió a una estufa a una temperatura de 50°C por 6 horas para luego ser pasado a moler (Figura 13).

2.7 Distribución granulométrica de la cáscara de lima y naranja

Una vez teniendo la cáscara de lima y naranja en polvo paso al proceso de granulometria, este proceso se utilizó diferentes tipos de mallas ( Malla +1mm, malla +2 mm, malla y +0.425 mm), donde se fue distribuyendo por tamaño las cáscaras (en separado), y así ser guardado con sus respectivos códigos y tamaño (Figura 14).

Fígura 13.- Acondicionamiento de la cáscara

Fígura 14.- Granulometría de la cáscara de lima y naranja

(40)

28 Luego fue distribuido en recipientes para poder ser pesadas las muestras, y así obtener la dosis exacta de polvo de cáscara de lima y naranja (Figura 15), con su respectivo tamaño de mallas.

El peso fue lo siguiente (Relación 1:1) :

 10 gr,donde 5 gr es de lima y 5 gr de naranja

 15gr, donde 7.5 gr es de lima y 7.5 gr de naranja

 20 gr, donde 10 gr es de lima y 10 gr de naranja

2.8 Proceso por bioadsorción

Para ello se utilizo un método estacionario con un tiempo de 24 horas, mediante botellas de plásticos y unos vasos, se ordenó de acuerdo a las mallas de menor a mayor, luego por cada tamaño de malla se agregó diferentes concentraciones de cáscaras en polvo. Con la muestra del agua del río, mediante una probeta se obtuvo un volumen de 300 ml de agua para cada botella. Cada muestra se removio por 5 minutos y luego pasó a esperar 24 horas tal como se muestra en las Figuras 16.17.18 y 19.

Fígura 15.- Peso de las muestras

Fígura 16.- Método estacionario

(41)

29

- Primer tratamiento

- Segundo tratamiento

- Tercer tratamiento

Fígura 17.- Método estacionario para el primer tratamiento

Fígura 18.- Método estacionario para el segundo tratamiento

Fígura 19.- Método estacionario para el tercer tratamiento

(42)

30 2.9 Filtracción

Llegando a cumplir las 24 horas tuvo que pasar por un proceso de filtracción, que pudo ser posible mediante un matraz de Kitasato con motor, por lo que naranja y lima en acuoso es muy espesa, por lo cuál es muy difícil de filtrar, ya que se requiere que la muestra salga limpia de impurezas para no alterar el proceso (Figura 20).

2.10 Toma de parámetros fisicoquímicos por cada tratamiento

Despues de filtrar las muestras se vierte cada uno a un vaso Enlemeyer de 150ml para poder tomar los parametros fisicoquimicos (Figura 21).

Fígura 20.- Filtracción de la muestra

Fígura 21.- Toma de parámetros fisicoquímicos

(43)

31 2.11 Digestión de la muestra

Se acondicionan la muestra llevandola a un pH ácido de 1 a 1.5, con la finalidad de que los metales pesados puedan solubilizar (Plomo).

El volumen utilizado para la digestión de la muestra es de 100 ml. Seran llevados a 5 ml por evaporación los cuales son atacados con agua regia, donde el agua regia se da por ácido nitrico y clorhidríco en una relación de 1 a 3 (Figura 22).

Las muestras digestadas se llevó a enfriar y luego a enrazar en una fiola de 25 ml, donde finalmente se haran decantar por 12 h quedando la muestra listo para la lectura de la absorción atómica (Figura 23).

Fígura 22.- Digestión de las muestras

Fígura 23.- Muestras enrazadas en las fiolas

(44)

32 RESULTADOS

3.1 Caracterización del agua

3.1.1 Resultados fisicoquímicos In situ

Los resultados de los parámetros por el monitoreo simple (Tabla 3), fue necesario para caracterizar la muestra de agua y así se pudo comprobar su variabilidad.

Tabla 3.Resultado fisicoquímico In situ

3.1.2 Resultados en el laboratorio

En los resultados en el laboratorio se pudo apreciar como varia los siguientes párametros (Tabla 4).

Tabla 4.Resultado fisicoquímico en laboratorio

Interpretación: Lo que se pudo apreciar en los parámetros fisicoquímicos de acuerdo la tabla.3 y la tabla 4 es como la T° tiene influencia en el pH, Ce Y Eh.

PARÁMETROS FISICOQUIMICOS INSITU

Código Temperatura C° pH Ce μS/m Ꞓh mv

PS -R 15.9 7 391 230

PARÁMETROS A NIVEL LABORATORIO

Código

Temperatura

C° pH Ce μS/m

Ꞓh mv

Turbidez NTU

PS-R 23 8.68 453 90 91.2

(45)

33 3.1.3 Oxígeno disuelto (O.D)

Tabla 5.Resultado O.D

Interpretación: En la Tabla 5, se observó una concentración de 5.13 mg O2/L, que según los lineamiento en la calidad de agua dada por organización mundial (OMS), el nivel de oxígeno disuelto de 0.0 - 4,0 viene ser una mala calidad de agua donde los ecosistemas de los peces y micro invertebrados empezaran a bajar. El nivel de oxigeno de 4,1 a 7,9 viene ser una calidad de agua aceptable donde se pudo observar que el oxígeno disuelto obtenido es aceptable.

3.1.4 Demanda química oxígeno (DQO)

Tabla 6.Resultado DQO DEMANDA QUIMICA OXÍGENO Muestra

Vol.

Gastado blanco

Vol. gastado

muestra Normalidad Vol. Muestra DQO

PS-R 3.7 ml 3.6 ml 0.25 3 ml 66.6 mg

O2/L Fuente: Desarrollo de investigación. (Elaboración propia)

OXÍGENO DISUELTO

Muestra Vol. Botella Vol. Muestra Normalidad Vol. Gastado O.D

PS-R 300 ml 100 ml 0.0245 2.6 ml 5.13 mg O2/L

𝑂𝐷 =2.6 𝑥 0.0245𝑥 8000 𝑥 300

100 𝑥 300 − 2 𝑂𝐷 = 5.13𝑚𝑔

𝑙 𝑜2

(46)

34

Interpretación: En este análisis tan importante para poder obtener el % de dilución de la DBO se pudo obtener según la tabla 6,una concentración de 66.6 mg O2/L la que dió como resultado una dilución de 30 % (Tabla 6).

3.1.5 Demanda bioquímica oxígeno ( DBO5)

Tabla 7.Resultado OD inicial

Tabla 8.Resultado OD final

Interpretación: Se observó que en la Tabla 7, la concentración del O.D inicial para el DBO5 fue de 5.8 mgO2 /L la cual es aceptable, en tanto la tabla 8, se pudo observar un oxígeno disuelto final después de 5 días de una concentración de 4,5

OXÍGENO DISUELTO INICIAL Muestra Vol.

Botella Vol. muestra Normalidad Vol. gastado OD inicial

PS-R 300ml 100 ml 0.0245 3 ml 5.8 mg

O2/L

OXÍGENO DISUELTO FINAL Muestra Vol.

Botella Vol. muestra Normalidad Vol. gastado OD inicial

PS-R 300ml 100 ml 0.0245 2.3 ml 4.5 mg

O2/L 𝐷𝑄𝑂 =(3.7 − 3.6 )𝑥 8000 𝑥 𝑁

3 𝐷𝑄𝑂 = 66.6𝑚𝑔

𝑙 𝑜2

(47)

35 mgO2/L, el cuál se pudo interpretar como una presencia baja de microorganimso que consumen oxígeno en el agua.

Tabla 9.Resultado DBO5

Interpretación:En la Tabla 9, se obtuvó una concentración de DBO5 de 4.33 mgO2/L que demuestra un agua de calidad aceptable para este tipo de concetraciónes donde existen microorganimos en muy baja concentración siendo este un tipo de agua que puede ser potabilizadas con tratamiento convencional.

3.1.6 Resultados de los sólidos en las agua del río Rímac

 Sólidos totales (ST)

Tabla 10.Resultado de los solidos totales (ST)

DEMANDA BIOQUÍMICA OXÍGENO

Muestra OD inicial OD final % dilución DBO5

PS-R 3.7 ml 3.6 ml 30% 4.33 mg

O2/L

DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS TOTALES

(B) ( C) (A)

Muestra

Peso de vaso

gr

Vol.

Muestra s/f

Peso final vaso + muestra

ST mg/L

PS-R 67.659 100 ml 67.697 380 mg/l 𝐷𝐵𝑂 = 4.33𝑚𝑔

𝑙 𝑜2 𝐷𝐵𝑂5 =5.8 − 4.5

0.3